package com.atguigu.graph;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;

/**
 * description:
 * Created by 才睡醒 on 2021-09-02
 */
public class Graph {

    private ArrayList<String>  vertexList; //存储顶点集合
    private int[][] edges; //存储图对应得邻接矩阵
    private int numOfEdges; //表示边的数目

    //定义给数组boolean[],记录某个结点是否被访问
    private boolean[] isVisited;



    public static void main(String[] args) {
            //测试一把图是否创建ok
        int n = 5;//结点的个数
        String Vertex[] = {"A","B","C","D","E"};
        //创建图对象
        Graph graph = new Graph(n);
        //循环的添加顶点
        for (String vertex : Vertex) {
            graph.insertVertex(vertex);
        }
        //添加边
        graph.insertEdge(0,1,1); //A-B
        graph.insertEdge(0,2,1);
        graph.insertEdge(1,2,1);
        graph.insertEdge(1,3,1);
        graph.insertEdge(1,4,1);
        // 显示
        graph.showGraph();
      //  graph.dfs();
        System.out.println("广度");
        graph.bsf();
    }
    //构造器
    public Graph(int n){
        //初始化矩阵和vextexList
        edges = new int[n][n];
        vertexList = new ArrayList<String>(n);
        numOfEdges = 0;
        isVisited = new boolean[5];
    }
    //得到第一个邻接结点的下标 w

    /**
     *
     * @param index
     * @return 如果存在就返回对应的下标，否则返回-1
     */
    public int getFirstNeighbor(int index){
        for (int j = 0; j < vertexList.size(); j++) {
            if(edges[index][j] > 0){
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }
    //根据前一个邻接结点的下标来获取下一个邻接结点
    public int getNextNeighbor(int v1,int v2){
        for (int j = v2 + 1; j < vertexList.size(); j++) {
            if(edges[v1][j] > 0){
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }
    //深度优先遍历
    //i 第一次是0
    private void dfs(boolean[] isVisited,int i){
        //首先我们访问该结点，输出
        System.out.print(getValueByIndex(i)+ "->");
        //将该结点设置为已访问
        isVisited[i] = true;
        //查找结点i的第一个邻接结点
        int w = getFirstNeighbor(i);
        while (w != -1){//说明有
            if(!isVisited[w]){
                dfs(isVisited,w);
            }
            //如果w结点已经被访问过
            w= getNextNeighbor(i,w);
        }
    }
    //对dfs进行一个重载遍历所有的结点并进行dfs
    public void dfs(){
        //遍历所有的结点，进行dfs
        for (int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) {
            if(!isVisited[i]){
                dfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    //对一个结点进行广度优先遍历的方法
    private void bfs(boolean[] isVisited,int i){
        int u ; //表示队列的头结点对应的下标
        int w ; //邻接结点w
        //队列，记录结点访问的顺序
        LinkedList queue = new LinkedList();
        //访问结点，输出 结点信息
        System.out.print(getValueByIndex(i) + "->");
        //标记为已访问
        isVisited[i] = true;
        //将结点加入队列
        queue.addLast(i);

        while (!queue.isEmpty()){
            //取出队列的头结点下标
            u = (Integer) queue.removeFirst();
            //得到第一个邻接点的下标
            w = getFirstNeighbor(u);
            while (w != -1){
                //是否访问过
                if(!isVisited[w]){
                    System.out.print(getValueByIndex(w) + "->");
                    //标记已经访问
                    isVisited[w] = true;
                    //入队列
                    queue.addLast(w);
                }
                //以u为前驱点，找w后面的下一个邻接点
                w = getNextNeighbor(u,w);//体现出广度优先
            }
        }
    }
    //遍历所有的结点，都进行广度优先遍历
    public void bsf(){
        for (int i = 0; i < getNumOfVertex(); i++) {
            if(!isVisited[i]){
                bfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    //图中常用的方法
    //返回结点的个数
    public  int getNumOfVertex(){
        return vertexList.size();
    }
    //显示图对应的矩阵
    public void showGraph(){
        for (int[] link : edges) {
            System.out.println(Arrays.toString(link));
        }
    }
    //得到边的数目
    public int getNumOfEdges(){
        return numOfEdges;
    }
    //返回结点i（下标对应的数据）0-> "A" 1 -> "B" 2 -> "C"
    public String getValueByIndex(int i){
        return vertexList.get(i);
    }
    //返回v1和v2的权值
    public int getWeight(int v1,int v2){
        return edges[v1][v2];
    }
    //插入结点
    public void insertVertex(String vertex){
        vertexList.add(vertex);
    }
    //添加边
    public void insertEdge(int v1,int v2,int weight){
        edges[v1][v2] = weight;
        edges[v2][v1] = weight;
        numOfEdges++;
    }
}
